DSP实验四.ppt

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1、Matlab及其应用1数字信号处理实验四-FIR数字滤波器设计电子与信息学院·万吉娜2010年12月Matlab及其应用2提纲第四次实验报告1班12月16日交2班12月09日交实验报告内容相关知识点使用MATLAB进行滤波器设计>>>Matlab及其应用3题一：利用加窗傅里叶级数法，设计一个具有如下指标的线性相位FIR低通滤波器：通带截止频率在4rad/s处，阻带截止频率在6rad/s处，最大通带衰减为0.2dB，最小阻带衰减为42dB，抽样率为18rad/s。利用下面的各个窗函数进行设计：海明窗、汉宁窗和布莱克曼窗。对于每种情况，给出冲击响应

2、的系数并画出设计的滤波器的增益响应。分析你的结果。不要使用M文件fir1。一、实验报告内容Matlab及其应用4题二：使用M文件fir1，设计一个48阶FIR带通滤波器，通带边界的归一化频率为0.35和0.65。假设一个信号，其中含f1=1Hz，f2=10Hz，f3=20Hz，三种频率成分信号的采样频率为50Hz。使用fftfilt函数滤波，将原信号与通过滤波器的信号进行比较。Matlab及其应用5二、相关知识点IIR与FIR数字滤波器比较FIR滤波器设计的加窗傅立叶级数法低通FIR数字滤波器设计步骤Matlab及其应用61.IIR与FIR数字

3、滤波器比较IIRFIR设计方法可简单、有效的利用AF的成果完成设计一般无解析的设计公式，要借助计算机程序完成设计结果能得到幅频特性，若需线性相位，须用全通网络校准，增加滤波器阶数和复杂性除得到幅频特性，还能得到线性相位（最大优点）稳定性有稳定性问题无稳定性问题阶数相同指标，FIR滤波器阶数可以比IIR滤波器高5~10倍2.FIR滤波器设计的加窗傅立叶级数法Matlab及其应用7加窗傅里叶级数法：基于对指定频率响应的傅立叶级数进行截短来设计。截短运算可认为是将无限长冲激响应系数与一个有限长的窗序列w[n]相乘的结果。常用窗函数：矩形窗（Recta

4、ngularwindow）汉宁窗(Hannwindow)海明窗(Hammingwindow)布莱克曼窗(Blackmanwindow)Matlab及其应用8固定窗函数的特性TypeofwindowsMainlobewidthRelativesidelobelevelMinimumstopbandattenuationTransitionbandwidthRectangular4/(2M+1)13.3dB20.9dB0.92/MHann8/(2M+1)31.5dB43.9dB3.11/MHamming8/(2M+1)42.7dB54.5

5、dB3.32/MBlackman12/(2M+1)58.1dB75.3dB5.56/MMatlab及其应用93.低通FIR数字滤波器设计步骤步骤1：确定通带截止频率:步骤2：选择合适的窗函数（尽可能满足阻带要求），并确定长度M、N;c查表求得步骤3：计算理想低通的脉冲响应;Matlab及其应用10低通FIR数字滤波器设计步骤（续）步骤4：使用窗函数产生窗系数win步骤5：对理想低通滤波器的脉冲响应加窗;步骤6：画图;Matlab及其应用11三、使用MATLAB进行滤波器设计窗系数的产生：win=hamming(N)win=hann(N)w

6、in=blackman(N)b=fir1(n,wn,’type’,taper)n:滤波器阶数wn:滤波器归一化截止频率type:滤波器类型，如’low’,’high’,’bandpass’,’stop’taper:窗函数类型，默认为海明窗b=fir1(n,wn)用海明窗设计低通或带通FIR滤波器若wn是一个标量，低通；wn是一个二元向量，带通